CN102191562B - 一种n型晶体硅太阳电池的硼扩散方法 - Google Patents
一种n型晶体硅太阳电池的硼扩散方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102191562B CN102191562B CN 201110103902 CN201110103902A CN102191562B CN 102191562 B CN102191562 B CN 102191562B CN 201110103902 CN201110103902 CN 201110103902 CN 201110103902 A CN201110103902 A CN 201110103902A CN 102191562 B CN102191562 B CN 102191562B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solar cell
- boron
- diffusion
- type
- silicon chip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种N型晶体硅太阳电池的硼扩散方法，包括如下步骤：将制绒清洗后的N型硅片在氮气气氛中进行热处理，接着升温并通硼源进行扩散；扩散完成后降温并通氮气完成扩散过程。本发明的扩散方法可以显著提升N型硅片表面硼浓度，避免了后续金属化烧结的困难，有利于提升整个N型晶体硅太阳电池的电性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种N型晶体硅太阳电池的扩散制结工艺，具体涉及一种N型晶体硅太阳电池的硼扩散方法，属于晶体硅太阳电池制造领域。
背景技术
常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。目前，在所有的太阳能电池中，硅太阳能电池是得到大范围商业推广的太阳能电池之一，这是由于硅材料在地壳中有着极为丰富的储量，同时硅太阳能电池相比其他类型的太阳能电池，有着优异的电学性能和机械性能，硅太阳能电池在光伏领域占据着重要的地位。因此，研发高性价比的硅太阳能电池已经成为各国光伏企业的主要研究方向之一。
现有的硅太阳电池采用的硅片基底主要包括P型和N型两种硅片。目前，太阳电池工业化生产中通常采用P型硅材料进行生产，然而，P型单晶硅中普遍存在光致衰减现象，这是因为P型单晶硅的B-O复合缺陷和碳氧复合缺陷的存在，由于这些复合缺陷的存在，降低了少子寿命和扩散长度，从而降低了电池的转换效率。和以P型硅片为基底制造的太阳电池相比，由于N型硅片中没有B-O复合对，以N型硅片为基底制造的太阳电池没有明显的光衰减现象；并且N型硅片的少子寿命高于P型硅片，因此N型硅太阳电池得到了越来越多的关注。
现行的N型硅片硼扩散方法得到的表面硼浓度较低，J.Libal等人的研究（N-Type Multicrystalline Silicon Solar Cells: BBr3-Diffusion and Passivation of p+-Diffused Silicon Surfaces, Proc. 20th EC, PVSEC, Barcelona, pp 793-796, 2005）表明， 现行N型硅片硼扩散方法得到的表面硼浓度通常在5×1019~2×1020 cm-3范围内。这可能是由于现行的扩散工艺推进时间较长，导致硅表面的硼不断地向体内扩散，致使表面硼浓度降低，会给后续的金属化烧结带来很大的困难，一旦金属化烧结过程中金属电极与硅片表面不能形成很好的欧姆接触，就会导致电池的串联电阻升高，从而降低了电池的光电转换效率。因此，开发一种表面高浓度硼的N型晶体硅太阳电池的硼扩散方法尤为重要。
发明内容
本发明目的是提供一种N型晶体硅太阳电池的硼扩散方法，以得到表面高浓度硼的N型晶体硅太阳电池。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种N型晶体硅太阳电池的硼扩散方法，包括如下步骤：
(1) 将制绒清洗后的N型硅片在750~900℃、氮气气氛中进行热处理，氮气流量为5~8L/min；
(2) 升温至1000~1100℃，在扩散腔体内通硼源进行扩散，氮气流量为10~15L/min，氧气流量为0.1~1L/min，BBr3流量为1~10L/min；
(3) 降温至750~800℃，通氮气完成扩散过程，氮气流量为5~10L/min。
上述技术方案中，所述步骤(1)中热处理的时间为5~10min。
上述技术方案中，所述步骤(2)中硼扩散时间为5~20min。可以采用高纯度的BBr3。
本发明的工作机理是：采用高扩散温度使更多的硼进入N型硅片的表面，提升N型硅片表面的硼浓度；采用较短的推进时间来避免推进后N型硅片表面的硼浓度明显降低，从而使扩散后的N型硅片表面硼浓度保持在较高水平。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1．本发明的扩散方法可以显著提升N型硅片表面硼浓度，经测试，其表面硼浓度可达4.6×1020 cm-3左右，避免了后续金属化烧结的困难，有利于N型晶体硅太阳电池的制作；而形成的富硼层仍然可以通过一些低成本的清洗工艺来去除，因而具有积极的现实意义。
2．本发明的制备方法简单，工艺时间短，适于推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：
一种N型晶体硅太阳电池的硼扩散方法，将制绒清洗过后的一组N型单晶硅片（50片）做如下处理：
(1) 在800℃氮气气氛中进行热处理5min，氮气流量为5L/min；
(2) 在1000℃通硼源扩散20min，氮气流量为13 L/min，氧气流量为0.5 L/min，BBr3流量1.5 L/min；
(3) 继续降温至760℃，完成扩散过程；氮气流量为8 L/min。
扩散完毕后，从上述实施例得到的硅片中各均匀位置抽取5片硅片，采用电化学电容电压法进行方块电阻的测试，得到如下表面硼浓度测试数据数据：
实施例一：
| 位置 | 表面硼浓度 (cm-3) |
| 3 | 4.2×1020 |
| 16 | 4.5×1020 |
| 28 | 4.6×1020 |
| 33 | 4.3×1020 |
| 46 | 4.1×1020 |
由上述表格可知，采用本发明实施例一的扩散方法，硅片表面硼扩散浓度较高，具体在4.2×1020~4.6×1020 cm-3，具有显著效果。
实施例二：
一种N型晶体硅太阳电池的硼扩散方法，包括如下步骤，将制绒清洗过后的一组N型单晶硅片（50片）做如下处理：
(1) 在850℃氮气气氛中进行热处理5min，氮气流量为6L/min；
(2) 在1050℃通硼源扩散20min，氮气流量为15 L/min，氧气流量为0.6 L/min，BBr3流量1.6 L/min；
(3) 继续降温至800℃，完成扩散过程；氮气流量为6 L/min。
扩散完毕后均匀位置抽取5片硅片进行表面硼浓度的测试得到如下数据：
| 位置 | 表面硼浓度 (cm-3) |
| 5 | 4.4×1020 |
| 13 | 4.6×1020 |
| 26 | 4.8×1020 |
| 35 | 4.5×1020 |
| 46 | 4.3×1020 |
由上述两个实施例可知，采用本发明的硼扩散方法得到的硅片表面硼浓度达到4×1020cm-3以上，表面硼扩散浓度较高。
Claims (2)
1.一种N型晶体硅太阳电池的硼扩散方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1) 将制绒清洗后的N型硅片在750~900℃、氮气气氛中进行热处理，氮气流量为5~8L/min；
(2) 升温至1000~1100℃，通硼源进行扩散，氮气流量为10~15L/min，氧气流量为0.1~1L/min，BBr3流量为1~10L/min；硼扩散时间为5~20min；
(3) 降温至750~800℃，通氮气完成扩散过程，氮气流量为5~10L/min。
2.根据权利要求1所述的N型晶体硅太阳电池的硼扩散方法，其特征在于：所述步骤(1)中热处理的时间为5~10min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110103902 CN102191562B (zh) | 2011-04-25 | 2011-04-25 | 一种n型晶体硅太阳电池的硼扩散方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110103902 CN102191562B (zh) | 2011-04-25 | 2011-04-25 | 一种n型晶体硅太阳电池的硼扩散方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102191562A CN102191562A (zh) | 2011-09-21 |
| CN102191562B true CN102191562B (zh) | 2012-08-29 |
Family
ID=44600399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201110103902 Active CN102191562B (zh) | 2011-04-25 | 2011-04-25 | 一种n型晶体硅太阳电池的硼扩散方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102191562B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102683486A (zh) * | 2012-04-27 | 2012-09-19 | 山东力诺太阳能电力股份有限公司 | 一种n型晶硅太阳电池双面扩散方法 |
| CN103515471A (zh) * | 2012-06-19 | 2014-01-15 | 上海宇兆能源科技有限公司 | 一种制作单晶硅太阳能双面电池的方法 |
| CN102769069B (zh) * | 2012-07-16 | 2015-11-04 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池的硼扩散方法 |
| CN102766908B (zh) * | 2012-07-25 | 2016-02-24 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 晶体硅太阳能电池的硼扩散方法 |
| CN102797040B (zh) * | 2012-08-22 | 2015-08-12 | 中国科学院电工研究所 | 一种硼(b)扩散掺杂的方法 |
| CN103594560A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-02-19 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种n型硅太阳能电池的双面扩散工艺 |
| CN103646993A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-19 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种背结背接触晶体硅太阳电池的硼扩散工艺 |
| CN103646994A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-19 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种太阳电池正面电极的制备方法 |
| CN109559982A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-04-02 | 开封大学 | 一种n型晶体硅太阳电池的硼扩散工艺 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6998288B1 (en) * | 2003-10-03 | 2006-02-14 | Sunpower Corporation | Use of doped silicon dioxide in the fabrication of solar cells |
| NO333319B1 (no) * | 2003-12-29 | 2013-05-06 | Elkem As | Silisiummateriale for fremstilling av solceller |
| CA2646180A1 (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-20 | Reaction Sciences, Inc. | Method for making silicon for solar cells and other applications |
| US7943447B2 (en) * | 2007-08-08 | 2011-05-17 | Ramesh Kakkad | Methods of fabricating crystalline silicon, thin film transistors, and solar cells |
| NL2000999C2 (nl) * | 2007-11-13 | 2009-05-14 | Stichting Energie | Werkwijze voor het fabriceren van kristallijn silicium zonnecellen met gebruikmaking van co-diffusie van boor en fosfor. |
| CN101851779A (zh) * | 2010-06-04 | 2010-10-06 | 浙江芯能光伏科技有限公司 | 一种太阳能电池单晶硅片的制造方法 |
-
2011
- 2011-04-25 CN CN 201110103902 patent/CN102191562B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102191562A (zh) | 2011-09-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102191562B (zh) | 一种n型晶体硅太阳电池的硼扩散方法 | |
| CN110299422B (zh) | 一种激光硼掺杂选择性发射极TOPCon结构电池及其制备方法 | |
| CN102766908B (zh) | 晶体硅太阳能电池的硼扩散方法 | |
| CN101587913B (zh) | Sinp硅蓝紫光电池及其制备方法 | |
| CN111162145A (zh) | 具有选择性发射极结构的钝化接触太阳能电池及其制备方法 | |
| CN102299206B (zh) | 一种异质结太阳电池及其制备方法 | |
| US8647895B1 (en) | Process of manufacturing crystalline silicon solar cell | |
| CN102683493A (zh) | N型晶体硅双面背接触太阳电池的制备方法 | |
| CN105206699A (zh) | 一种背面结n型双面晶体硅电池及其制备方法 | |
| CN103050581A (zh) | 一种激光掺杂选择性发射结的扩散工艺 | |
| CN102751371A (zh) | 一种太阳能薄膜电池及其制造方法 | |
| CN110034193A (zh) | 一种Topcon钝化结构的多细栅IBC电池及其制备方法 | |
| CN102709389B (zh) | 一种双面背接触太阳能电池的制备方法 | |
| CN203812893U (zh) | 一种n型背结太阳能电池 | |
| CN101976695A (zh) | 一种浅结太阳能电池及其制备方法 | |
| CN103199152A (zh) | 一种晶体硅片的磷扩散方法 | |
| CN104134706B (zh) | 一种石墨烯硅太阳电池及其制作方法 | |
| CN102758256A (zh) | 一种晶体硅片的磷扩散方法 | |
| CN112510116A (zh) | 一种抗LeTID钝化接触太阳能电池及其生产工艺 | |
| CN102683492B (zh) | 双面背接触晶体硅太阳能电池的制备方法 | |
| CN204102912U (zh) | 一种石墨烯硅太阳电池 | |
| CN103035771B (zh) | N型mwt太阳能电池结构及其制造工艺 | |
| CN102522453B (zh) | 一种场效应晶体硅太阳能电池的制作方法 | |
| CN202134543U (zh) | 掺杂碳化硅薄膜诱导背场的双面钝化太阳电池 | |
| CN114497259B (zh) | 一种太阳能电池及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 215129 Suzhou high tech Zone, Jiangsu Province, Lu Shan Road, No. 199, No. Co-patentee after: Artes sunshine Power Group Co. Ltd. Patentee after: Suzhou Canadian Solar Inc. Address before: 215129 Suzhou high tech Zone, Jiangsu Province, Lu Shan Road, No. 199, No. Co-patentee before: Canadian (China) Investment Co., Ltd. Patentee before: Suzhou Canadian Solar Inc. |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 199, deer mountain road, Suzhou high tech Zone, Jiangsu Province Patentee after: CSI Cells Co.,Ltd. Patentee after: Atlas sunshine Power Group Co.,Ltd. Address before: 215129 199 deer Road, Suzhou hi tech Development Zone, Jiangsu, Suzhou Patentee before: CSI Cells Co.,Ltd. Patentee before: CSI SOLAR POWER GROUP Co.,Ltd. |